Tính Toán Nhiệt Bức Xạ Truyền Qua Kết Cấu Bao Che:

k = 0,9  0,8  0,62  0,95  312  1,14 = 150,8 W

2.3.2.Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che:

Nhiệt bức xạ mặt trời truyền qua bộ phận kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ vào phòng tính theo công thức [TL6-tr290]. Ơí đây do trên phòng làm việc còn có nhiều tầng nên ta không tính nhiệt bức xạ qua trần, tường nhận nhiệt bức xạ mặt trời chủ yếu là tường phía Đông và phía Tây còn tường phía Nam và phía Bắc nhận nhiệt bức xạ rất ít nên ta bỏ qua.

Q bc = 0,047. kt . F.  .q '

,[ W ]

bx bx

Trong đó:

+ kt: Hệ số truyền nhiệt của tường bao xung quanh nhận nhiệt bức xạ, [W/m2.độ].Ta có kt = 4,04 W/m2.độ

+ F: Diện tích của tường phía Tây và phía Đông trừ cửa, ta có F = 2  D

h

F = (2  5  3,5) - 1,44 = 33,56 m2

+ q

' : Cường độ bức xạ mặt trời tại Đà Nẵng chiếu lên tường phía Tây và

Đông theo [TL6-tr290] ta có q ' = 157 W/m2

+ : Hệ số hấp thụ của trần nhận nhiệt bức xạ, tra bảng theo [TL6-tr292] ta có  = 0,54  0,65 ,chọn  = 0,6

Nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che là:

Q bc = 0,047  4,04  33,56  0,6  157 = 600,3 W

Vậy lượng nhiệt bức xạ truyền vào phòng điều hòa là:

+ Q

Qbx = Q k bc = 150,8 + 600,3 = 751,1 W

2.4.Tính lượng nhiệt tỏa Qtỏa: 2.4.1.Nhiệt do người tỏa ra:

Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể người tạo ra nhiệt. Lượng nhiệt do người tảo ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trường không khí xung quanh, lứa tuổi ... Nhiệt độ người tỏa ra gồm hai phần:

Một phần tỏa trực tiếp vào không khí, làm tăng nhiệt độ không khí gọi là nhiệt hiện. Một phần khác làm bay hơi mồ hôi trên bề mặt da, lượng nhiệt này tỏa ra môi trường không khí làm tăng entanpi của không khí mà không làm tăng nhiệt độ của không khí gọi là lượng nhiệt ẩn. Tổng hai lượng nhiệt này gọi là lượng nhiệt toàn phần do người tỏa ra.

Lượng nhiệt do người tỏa ra trong phòng: theo [TL6-tr297] ta có công thức:

Qn = n . q ,[W]

Trong đó:

+ n: số người trong phòng; phòngI: n = 1người, phòng II: n = 4 người

+ q: lượng nhiệt toàn phần do người tỏa ra ,[W/người] tra bảng theo [TL6-tr297] với nhiệt độ trong phòng điều hòa là 25 oC và lao động trí óc, ta có q = 139,56 W/người

Suy ra nhiệt do người tỏa ra là:

Qn= 5  139,56 = 697,8 W

2.4.2.Nhiệt tỏa ra do thắp sáng Qs:

Lượng tỏa ra do thắp sáng bằng đèn huỳnh quang, theo [TL6-tr295] ta có công thưc sau:

Qs= 860 . N ,[kcal/h]

N: tổng công suất của các đèn huỳnh quang, [KW].

Phòng I được bố trí 1 đèn huỳnh quang loại 1,2 m có công suất Nđ1,2= 40 W . Phòng II được bố trí 2 đèn huỳnh quang loại 1,2 m có công suất Nđ1,2= 80 W Vậy tổng công suất của các đèn huỳnh quang là N = 0,12 KW

Suy ra nhiệt tỏa ra do thắp sáng là:

Qs= 860  0,12 = 103,2 kcal/h = 120 W

2.4.3.Nhiệt do máy móc tỏa ra Qmc:

Qmc=Nđ ,[W]

Trong đó:

Nđ: Công suất lắp đặt của thiết bị. có 4 máy vi tính có Nđ= 40 W Suy ra lượng nhiệt do máy móc tỏa ra là:Qmc= 4 40 = 160 W

Vậy lượng nhiệt Qtỏa= Qn + Qs+ Qmc

Qtỏa= 697,8 + 120 + 160 = 977,8 W

* Vậy lượng nhiệt thừa là: QT= Qt + Qbx+ Qtỏa

QT= 3757,1 + 751,1 + 977,8 = 5486 W

2.5.Tính lượng ẩm thừaWT:

lượng ẩm do người tỏa ra được xác định theo [TL6-tr299] ta có công thức: W = n . g . 10-3 ,[kg/h]

Trong đó:

+ n: số người thường xuyên ở trong 2 phòng làm việc: n = 5 người

+ g: lượng ẩm tỏa ra [g/h.người], phụ thuộc vào trạng thái, cường độ lao động và nhiệt độ môi trường xung quanh, tra theo [TL6-tr299] với nhiệt độ trong phòng là 25oC và công việc là lao động trí óc ta có g = 105 g/h.người.

suy ra lượng ẩm do người tỏa ra là:

WT = 5  105.10-3 = 0,525 kg/h

2.6.Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí:

2.6.1.Xác định hệ số góc tia của quá trình thay đổi trạng thái không khí trong phòng T:

Xác định trị số hệ số góc tia của quá trình thay đổi trạng thái không khí trong phòng( quá trình thổi không khí vào ở trạng thái V(Iv, dv)trung hòa với lượng nhiệt ẩm thừa trong phòng và thay đổi đến trạng thái T(IT,dT) ),theo đúng yêu cầu. Ta có công thức là:

trong đó:

T = QT WT

+ QT: lượng nhiệt thừa, QT = 5846 W = 5026,6 kcal/h

+ WT: lượng ẩm thừa, WT = 0,525 kg/h

suy ra: T =

5026,6

0,525

= 9574,5

2.6.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí theo một cấp:

1. Chọn sơ đồ điều hòa không khí :

Chọn sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp là vì tận dụng được nhiệt độ thấp trong phòng điều hòa không khí do đó làm giảm được năng suất lạnh do không gian điều hòa không sinh ra chất độc hại.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa không khí kiểu tuần hoàn một cấp.

V 7

4	O

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 81 trang tài liệu này.

Hình 2.3

Nguyên lý hoạt động:Không khí ngoài trời có trạng thái N(tN, N) có lưu lượng LN qua cửa hút của không khí ngoài trời 1, đi vào buồng hòa trộn 3 , để hòa trộn với lượng không khí tuần hoàn có trạng thái T(tT, T) có lưu lượng LT được hút theo cửa gió tuần hoàn 2. Sau khi hòa trộn không khí có trạng thái C, được xử lý nhiệt ẩm (làm lạnh ,làm khô) trong thiết bị xử lý không khí 4, đạt đến trạng thái O, rồi được quạt gió 5 đường ống đẩy 6 và hệ thống phân phối khí 7 thổi vào phòng được điều hòa 8. Trong phòng 8,lượng không khí thổi vào trạng thái

V(tV, V) được thực hiên quá trình trao đổi nhiệt ẩm với không khí ở trong phòng có chứa lượng nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT, tự biến đồi trạng thái đến

trạng thái T theo T=

QT , sau đó một phần không khí sử dụng lại được hút

qua miệng hút 9, đường ống hút hồi gió hồi 10 và quạt gió hồi 11(có thể không sử dụng quạt hồi này) tuần hoàn về buồn trộn 3. Phần không khí thừa còn lại được thải qua cửa thải gió 12 ra ngoài

2. Xác định các trạng thái trên đồ thị I- d:

+Trạng thái không khí trong phòng làm làm việc T:

T = 60% , tT = 25oC tra bảng [TL7-tr283] suy ra IT = 13,3 kcal/kg không khí; dT= 12 g/kg không khí khô.

+ Trạng thái không khí ngoài trời N

N = 80,5%, tN = 34,5 oC tra bảng theo [TL7-tr283] suy ra IN = 26 kcal/kgkhông khí ; dN = 29 g/kg không khí khô

T

 = 95%

= 100%

O V

I c = const

= const

tN tT

Hình 2.4

+ Hệ số góc tia: T = 10983,3

Qua điểm T trên đồ thị ta vẽ đường thẳng có hệ số góc T và cắt đường  = 95% tại điểm O ta có tO= 17oC. Với cách phân phối không khí kiểu thổi trên xuống, theo [TL6-tr301] ta có tv = tT- tv= 7 10oC , chọn tv=17 oC. vậy ta chọn điểm O trùng với điểm V có Iv= 11,61 kcal/kg.không khí. Xác định điểm C như sau:

Trước tiên cần tính lưu lượng không khí trao đổi cần thiết:

L = QT

IT IV

=5026,6

13,3 11,61

= 2413,3 kg/h

Tính lượng không khí bên ngoài cần thiết để thổi vào phòng LN:

L = LN+ LT

Trong đó:

+ LN: lượng không khí bên ngoài cần thiết thổi vào phòng điều hòa.

+ LV: lượng không khí tuần hoàn.

Lượng không khí bên ngoài LN được tính dựa theo công thức theo [TL6- tr311] như sau:

Theo yêu cầu vệ sịnh trong 1 giờ cần cấp cho mỗi người trong phòng không hút thuốc lá một lượng không khí trong sạch bên ngoài (không khí tươi ) là (30  35) kg/h nếu số người là n thì lượng không khí bên ngoài cần cung cấp là:

LNyc = (30  35) n ,[kg/h] LNyc= 30  4 = 120 kg/h

Theo [TL6-tr312] ta có:

+ nếu lượng không khí LNyc > 10% L thì lấy lượng không khí ngoài cần thiết để tính toán LN = LNyc

+ nếu LN  10%L thì lấy LN = 1 L

ta có 10%L = 2413,3 kg/h.vậy LN <10%L suy ra LN = L =

kg/h

và LT = L- LN = 2413,3 - 241,33 = 2171,97 kg/h

2413,3 = 241,33

Vậy ta có được LN và LT ta dể dàng xác định được điểm không khí hòa trộn C trên đồ thị I- d theo nguyên tắc hòa trộn. Nối doạn NT và chia đoạn NT theo tỉ

lệ CT

LN

CT = TN .

LN . Từ đồ thị [TL7-tr283] ta đo được TN = 66 mm

Suy ra CT = 66 

241,33

2413,3

= 6,6 mm. Vậy ta xác định được điểm

C(Ic=14[kcal/kg],dc=13,2 g/kg không khí khô) nằm trên đoạn TN và cách điểm T một khoảng 6,6 mm. Nối C với O ta được quá trình điều hòa không khí cần thiết: N + T = C  O  V  T

Trong đó:

N + T = C : quá trình hòa trộn không khí giữa không khí bên ngoài trời ở trạng thái N và không khí tuần hoàn ở trạng thái T trong buồng hòa trộn.

CO: quá trình xử lý làm lạnh và làm khô không khí bằng thiết bị xử lý không khí:

O  V: quá trình tự biến đồi trạng thái không khí do nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòng điều hòa theo hệ góc tia T

 Năng suất lạnh cần thiết của dàn lạnh: Q DL = L(IC - IO) ,[kcal/h]

L = 2413,3 kg/h

IC = 14,5 kcal/kg không khí

IO = IV = 11,61 kcal/kg không khí.

DL = 2413,3  (14 -11,61 ) = 5767,07 kcal/h = 6689,8 W

 Năng suất lạnh của dàn bay hơi Q0 là:

Q0 Bao gồm năng suất lạnh của dàn lạnh, tổn thất đường ống, thiết bị và phần dự trữ.

Q0 = 1,05. Q DL ,theo [TL2-tr92]

Q0 =1,05  6689,8 =7000 W

Vậy năng suất lạnh yêu cầu để thiết kế máy lạnh hấp thụ dùng cho điều hòa không khí văn phòng làm việc với diện tích 35 m2 là Q 0= 7000 W.

Chương3: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH MÁY LẠNH HẤP THỤ H2O/BrLi MỘT CẤP

Chương này nhằm mục đích xác định các điểm nút của chu trình và xác định các phụ tải nhiệt của các thiết bị trao đổi nhiệt của máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr một cấp dùng để điều hòa không khí.

3.1. Mô hình máy lạnh hấp thụ H2O/ LiBr một cấp

+ Vì hệ thống làm việc với độ chân không rất cao, để giảm khả năng không khí lọt vào hệ thống, giống như các máy lạnh hấp thụ H2O/ LiBr thực tế tôi không bố trí các thiết bị riêng rẽ mà bố trí kết hợp thiết bị sinh hơi, thiết bị ngưng tụ trong cùng một bình và thiết bị bay hơi, thiết bị hấp thụ trong cùng một bình. Hai bình này có dạng ống chùm nằm ngang .

+ Trong hệ thống có thiết bị hoàn nhiệt để tận dụng nhiệt của dung dịch từ thiết bị sinh hơi về để gia nhiệt cho dung dịch sau khi ra khỏi thiết bị hấp thụ nhằm mục đích giảm lượng nhiệt cấp cho thiết bị sinh hơi và giảm lượng nước làm mát tại thiết bị hấp thụ. Vì hai môi chất trao đổi nhiệt đều ở trạng thái lỏng, nên tôi chọn loại thiết bị hoàn nhiệt kiểu ống lồng ống . Dung dịch cần gia nhiệt đi ở trong ống trong, dung dịch cần làm nguội đi ở trong không gian giữa hai ống. Hai dòng dung dịch được chuyển động ngược chiều nhau .

+ Do nguồn gia nhiệt có nhiệt độ thấp, nên để tăng hiệu quả của hệ thống, ngoài thiết bị bay hơi và thiết bị hấp thụ dùng kiểu tưới, tôi cũng dùng thiết bị sinh hơi kiểu tưới nhờ tận dụng lực của bơm dung dịch có sẵn và bố trí thiết bị như hình (2.1).

+ Chọn môi trường giải nhiệt là nước giếng khoan vì dùng nước giếng khoan giảm được chi phí đầu tư do không dùng tháp giải nhiệt, quạt giải nhiệt. Nước giếng khoan có nhiệt độ thấp hơn nước thường nên càng làm giảm nhiệt độ ngưng tụ tăng hệ số lạnh của chu trình, do hệ thống nhỏ nên lượng nước giếng khoan tiêu hao không lớn chi phí vận hành chỉ là bơm giếng so với dùng bơm và dùng quạt giải nhiệt . Ta dùng nước giếng khoan để giải nhiệt vì nước giếng khoan có nhiệt đô luôn ổn định trong cả năm(mùa hè và mùa đông) và có nhiệt độ thấp hơn so với các nguồn nước khác như nước sông hồ ,mạng nước thành phố, , theo [TL1- tr7] sử dung nước giếng khoan không tuần hoàn có thể lấy cao hơn hoặc bằng nhiệt độ trung bình hằng năm (01)oC, tra bảng theo[TL2- tr8] ta có nhiệt độ trung bình hằng năm tại Đà Nẵng t = 25,6 oC.

+ Chọn vật liệu chế tạo là inox vì dung dịch LiBr có tính ăn mòn kim loại cao. Nó ăn mòn mạnh mẽ thép, đồng và hợp kim của đồng.

+ Chọn nhiệt độ ra của nước tải lạnh tm2.Theo [TL2-tr102] chất tải lạnh là nước thì nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh  5 oC, nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0 thấp hơn nhiệt độ trung bình của nước tải lạnh là 4  6oC. Do đó trong thiết kế này chọn nhiệt độ ra của nước tải lạnh là: tm2=8oC

3.1.1. Mô hình máy lạnh hấp thụ H2O/ LiBr được chọn như sau :

TB SH

Nước làm mát

TB NT

Nướcgia nhiệt Ống xi phông

TB BH

Chất tải lạnh

BT HN

TB HT

Bơm MTL

Nước làm mát

Bơm dd đậm đặc

Hình 3.1 . Mô hình máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr một cấp

TB SH

Thiết bị sinh hơi

TB HT

Thiết bị hấp thụ

TB NT

Thiết bị ngưng tụ

BT HN

Thiết bị hồi nhiệt

TB BH

Thiết bị bay hơi

Bơm MTL

Båm mäi cháút

laûnh

3.1.2.Nguyên lý làm việc máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr một cấp:

Máy lạnh hấp thụ một cấp H2O/LiBr có nguyên lý làm việc như hình 1.1,vì có áp suất và hiệu áp rất nhỏ nên nó được bố trí như hình 3.1. Những thiết bị chính được bố trí trong hai hình trụ I và II để dể dàng duy trì độ chân không trong hệ thống. Bình I có áp suất ngưng tụ ,bình II có áp suất bay hơi. Trong bình I có bố trí dàn ngưng và bộ phận sinh hơi. Trong bình II có bố trí dàn bay hơi và bộ phận hấp thụ , giữa các thiết bị trên có độ chênh nhiệt độ đáng kể như ở bình I là nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ gia nhiệt , ở bình II là nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ hấp thụ nhưng không cần cách nhiệt, vì hệ thống có độ chân không cao là môi trường cách nhiệt lý tưởng. Nước gia nhiệt từ nguồn năng lượng khác nhau: năng lượng nhiệt mặt trời, tận dụng nhiệt năng thừa, phế thải, thứ cấp, rẻ tiền như khói thải, hơi trích ... đi vào bình sinh hơi (TBSH) để gia nhiệt cho dung dịch đậm đặc H2O/LiBr. Hơi nước sinh ra bay qua dàn ngưng(TBNT), thải nhiệt cho nước làm mát và ngưng tụ lại. Dung dịch đậm đặc khi mất nước trở thành dung dịch loãng và được đưa

trở lại dàn hấp thụ (TBHT) trong bình II, vì vòi phun làm nhiệm vụ giảm áp nên không cần van tiết lưu đặc biệt nữa.
Nước sau khi ngưng tụ ở dàn ngưng (TBNT), sẽ chảy qua ống xi phông để giảm áp rồi chảy vào dàn bay hơi(TBBH). Ôúng xi phông để phòng nước cao áp từ thiết bị ngưng tụ đi vào thiết bị bay hơi. Do áp suất ở đây rất thấp nước bay hơi để sinh lạnh. Hơi nước tạo ra ở dàn bay hơi (TBBH) sẽ được dung dịch loãng hấp thụ ở thiết bị hấp thụ (TBHT). Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình hấp thụ sẽ được nước làm mát lấy đi. Lạnh sinh ra ở dàn bay hơi (TBBH),sẽ được nước tải lạnh đưa đến dàn lạnh không khí (FCU), không khí chuyển động cưỡng bức qua dàn lạnh không khí nhã nhiệt cho nước tải lạnh chuyển đông cưỡng bức trong ống.
Dung dịch đậm đặc sau quá trình hấp thụ, được bơm dung dịch bơm lên bình sinh hơi. Dung dịch loãng chảy từ bình sinh hơi trở lại bình hấp thụ. Bình hồi nhiệt dùng để nâng cao hiệu suất nhiệt. Ơí đây, dung dịch loãng được làm nguội và dung dịch đậm đặc được làm nóng.
Nước làm mát đầu tiên đi qua bình hấp thụ, sau đó mới đến bình ngưng do đó nhiệt độ ngưng tụ sẽ cao hơn nhiệt độ hấp thụ một chút.
Nhưng chi tiết chuyển động ở đây duy nhất là bơm dung dich và bơm môi chất lạnh. Các bơm này yêu cầu phải có độ kín và độ chân không cao.
3.2.Tính toân chu trình mây lạnh hấp thụ H2O/BrLi một cấp:
Vì hệ thống làm việc với độ chân không rất cao, để giảm khả năng không khí lọt vào hệ thống. Thiết bị sinh hơi, thiết bị ngưng tụ được bố trí trong cuing một bình và thiết bị bay hơi, thiết bị hấp thụ cũng được bố trí trong cùng một bình. Hai bình này có dạng ống chùm nằm ngang, nước đi trong ống từ dưới lên.
Sơ đồ của hệ thống và các điểm nút chọn theo hình(3.1).
3.2.1.Các đại lượng đã biết .
- Phụ tải lạnh yêu cầu: Qo= 7KW.
- Nhiệt độ nước nóng gia nhiệt: tH1= 90oC.
- Nhiệt độ vào của nước giải nhiệt thiết bị hấp thụ: tW1=25,6oC.
- Nhiệt độ ra của nước tải lạnh: tm2 = 8oC.
3.2.2.Xác định nhiệt độ bay hơi to.
Nhiệt độ bay hơi t0 và áp suất P0 ở máy lạnh hấp thụ phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ nước tải lạnh ra khỏi thiết bị bay hơi tm2. Đô chênh lệch nhiệt độ (tm2-t0) đối với máy lạnh hấp thụ hiện nay thường được chế tạo vào khoảng 3oC. Nếu độ chênh nhiệt độ (tm2-t0) nhỏ hơn sẽ dẫn tới hiệu suất của chu trình cao